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最近的協(xié)議中遇到字節(jié)高低位轉(zhuǎn)換的問(wèn)題，于是偷懶上網(wǎng)查看，遇到類(lèi)似的問(wèn)題，也認(rèn)識(shí)一個(gè)新的名字，叫做蝶式交換

問(wèn)題是這樣子的

協(xié)議要求字節(jié)低位在左，高位在右，對(duì)每個(gè)字節(jié)做轉(zhuǎn)換處理，逐個(gè)交換其高低位，例如11010001，經(jīng)過(guò)0->7，1->6，2->5，3->4對(duì)應(yīng)位的交換，變成10001011。

這里就需要有位操作的知識(shí)，參考位操作運(yùn)算有什么奇技淫巧?(附源碼)

這里我們以8位數(shù)據(jù)高低位轉(zhuǎn)換為例子：

 1#include <stdio.h>
 2
 3unsigned char highAndLowShiftHEX(unsigned char data);
 4void printBin(int n);
 5
 6int main () {
 7
 8    highAndLowShiftHEX(209);
 9    return 0;
10}
11
12unsigned char highAndLowShiftHEX(unsigned char data)  
13{  
14   unsigned char i;  
15   unsigned char tmp=0x00;  
16   for(i=0;i<8;i++)  
17   {  
18       tmp=((data>>i)&0x01)|tmp;  
19       //printBin(tmp);
20       if(i<7)  
21           tmp=tmp<<1;  
22   }  
23   printf('\nafter shift data:');  
24   printBin(tmp);
25   return tmp;    
26}
27
28//由于二進(jìn)制直觀，故寫(xiě)了一個(gè)打印二進(jìn)制的函數(shù)
29void printBin(int n)
30{
31    int len = sizeof(n)*8;//總位數(shù)。
32    int i;
33    if(i == 0)
34    {
35         printf('0');
36         return;
37    }
38    for(i = len-1; i >= 0; i --)//略去高位0.
39    {
40        if(n&(1<<i)) break;
41    }
42
43    for(;i>=0; i --)
44        printf('%d', (n&(1<<i)) != 0);
45}

熟悉位操作，上述代碼實(shí)現(xiàn)起來(lái)就比較簡(jiǎn)單。在嵌入式開(kāi)發(fā)中這類(lèi)問(wèn)題通常使用蝶式交換法和查表法來(lái)實(shí)現(xiàn)。

高階實(shí)現(xiàn)？

查表法就是將一些值存到內(nèi)存中，在需要計(jì)算的時(shí)候查表，但是這種方法會(huì)占用額外的存儲(chǔ)空間。

所以這里主要介紹一下蝶式交換法，我們以8位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為例。

假設(shè)原始序列為：1 2 3 4 5 6 7 8
目標(biāo)序列為：8 7 6 5 4 3 2 1

那么流程圖如下：

由此完成了整個(gè)位的逆序轉(zhuǎn)換，同樣以11010001為例，下面是具體的實(shí)現(xiàn)代碼：

 1#include <stdio.h>
 2
 3unsigned char highAndLowShiftHEX(unsigned char );
 4void printBin(int );
 5
 6int main () {
 7
 8    highAndLowShiftHEX(209);
 9    return 0;
10}
11
12unsigned char highAndLowShiftHEX(unsigned char data)  
13{  
14   data=(data<<4)|(data>>4);  
15   data=((data<<2)&0xcc)|((data>>2)&0x33);  
16   data=((data<<1)&0xaa)|((data>>1)&0x55);  
17   printf('  after shift data=%x \n',data);  
18   printBin(data);
19   return data;  
20}
21
22//由于二進(jìn)制直觀，故寫(xiě)了一個(gè)打印二進(jìn)制的函數(shù)
23void printBin(int n)
24{
25    int len = sizeof(n)*8;//總位數(shù)。
26    int i;
27    if(i == 0)
28    {
29         printf('0');
30         return;
31    }
32    for(i = len-1; i >= 0; i --)//略去高位0.
33    {
34        if(n&(1<<i)) break;
35    }
36
37    for(;i>=0; i --)
38        printf('%d', (n&(1<<i)) != 0);
39}

交換字節(jié)的高低位并不是一個(gè)很常見(jiàn)的問(wèn)題，遇到該問(wèn)題時(shí)，需要經(jīng)過(guò)仔細(xì)的分析，加上對(duì)C語(yǔ)言位操作的熟練掌握，就能夠很好的解決這一類(lèi)的問(wèn)題。

擴(kuò)展

那么我們將其擴(kuò)展到16位半字?jǐn)?shù)據(jù)的高低位轉(zhuǎn)換。

其實(shí)原理是跟8位的時(shí)候是一樣的，采用簡(jiǎn)單的移位方式對(duì)數(shù)據(jù)的高低位進(jìn)行轉(zhuǎn)換。熟悉位操作的話代碼就相對(duì)簡(jiǎn)單了。

下面是對(duì)該思路的具體實(shí)現(xiàn)。

 1#include <stdio.h>
 2
 3void expandPrintBin(int val2);
 4unsigned short HighAndLowSwitchHEX(unsigned short data);
 5
 6int main () {
 7
 8    HighAndLowSwitchHEX(38491);
 9    return 0;
10}
11
12
13//由于二進(jìn)制直觀，故寫(xiě)了一個(gè)擴(kuò)展的打印二進(jìn)制的函數(shù)
14void expandPrintBin(int val2)
15{
16    int i,k;
17    unsigned char *p = (unsigned char*)&val2 + 3; //從低位到高位,低端字節(jié)計(jì)算機(jī)
18    for( k = 0; k <= 3; k++)
19    {
20        int val2 = *(p-k);
21        for (i = 7; i >= 0; i--)
22        {
23            if(val2 & (1 << i))
24                printf('1');
25            else
26                printf('0');
27        }
28        printf(' ');
29    }
30}
31unsigned short HighAndLowSwitchHEX(unsigned short data)
32{
33    unsigned char i = 0;
34    unsigned short temp = 0x0000;
35
36    for(i = 0; i < 16; i++)
37    {
38        temp = ((data >> i) & 0x0001) | temp;
39        if(i < 15)
40        {
41            temp = temp << 1;
42        }
43    }
44    printf('temp:%x\n\n',temp);
45    expandPrintBin(temp);
46    return temp;
47}

同樣的所謂的蝶式交換法，我引用了字節(jié)交換法的例子，我們可以演算一下：

假設(shè)原始序列為：a b c d e f g h i j k l m n o p
目標(biāo)序列為：p o n m l k j i h g f e d c b a

那么流程圖如下：

由此完成了整個(gè)位的逆序轉(zhuǎn)換，完成了算法的拓展，以1001011001011011為例，下面是具體的實(shí)現(xiàn)代碼：

 1#include <stdio.h>
 2
 3unsigned short highAndLowShiftHEX(unsigned short data);
 4void expandPrintBin(int val2);
 5
 6int main () {
 7
 8    highAndLowShiftHEX(38491);
 9    return 0;
10}
11
12unsigned short highAndLowShiftHEX(unsigned short data)
13{
14  data = (data << 8) | (data >> 8);   //0101101110010110
15  data = ((data << 4) & 0xF0FF) | ((data >> 4) & 0xFF0F); //1011010101101001
16  data = ((data << 2) & 0xCCCC) | ((data >> 2) & 0x3333); //1110010110010110
17  data = ((data << 1) & 0xAAAA) | ((data >>1 ) & 0x5555); //1101101001101001
18  printf('  after shift data=%x \n',data);  
19  expandPrintBin(data);
20  return data;  
21}
22
23//由于二進(jìn)制直觀，故寫(xiě)了一個(gè)擴(kuò)展的打印二進(jìn)制的函數(shù)
24void expandPrintBin(int val2)
25{
26    int i,k;
27    unsigned char *p = (unsigned char*)&val2 + 3; //從低位到高位,低端字節(jié)計(jì)算機(jī)
28    for( k = 0; k <= 3; k++)
29    {
30        int val2 = *(p-k);
31        for (i = 7; i >= 0; i--)
32        {
33            if(val2 & (1 << i))
34                printf('1');
35            else
36                printf('0');
37        }
38        printf(' ');
39    }
40}

對(duì)于這種交換位的問(wèn)題，在嵌入式開(kāi)發(fā)中會(huì)經(jīng)常遇到，熟悉掌握位操作還有調(diào)試手段很重要。熟練的利用好C語(yǔ)言的移位操作，就能快速的解決此類(lèi)問(wèn)題。

總結(jié)

上面的問(wèn)題關(guān)鍵還是位操作的靈活妙用，其次是寫(xiě)了兩個(gè)打印二進(jìn)制的函數(shù)，方便使用，代碼可以直接使用，調(diào)試不易，歡迎點(diǎn)贊，在看，轉(zhuǎn)發(fā)也是厚愛(ài)，我們下一期，再見(jiàn)！

END

來(lái)源：技術(shù)讓夢(mèng)想更偉大，作者：李肖遙

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問(wèn)題是這樣子的

高階實(shí)現(xiàn)？

擴(kuò)展

總結(jié)

高階實(shí)現(xiàn)？